Расчеты в excel примеры - Учим Эксель

Расчет выигрыша в силе: формула, примеры расчета с пояснениями

Разглядим, как высчитать выигрыш в силе при использовании простых устройств, которые люди тысячелетиями употребляют для перемещения тяжёлых предметов: рычаги, наклонные поверхности, блоки. 1-ые используются для перемещения мощных предметов с применением сил, которые имеют наименьший за их вес; 2-ые – упрощают передвижение и подъём тел.

О простых механизмах

  • рычагов – жёстких балок, способных вращаться вокруг точки опоры;
  • блоков – колёс с желобами для скольжения верёвки, ремня, троса.

Части рычага до и опосля точки опоры именуются плечами:

  • маленьким – плечо приложения усилия;
  • длинноватым – плечо приложения силы.

Механизм создаёт большее физическое усилие на маленьком плече, чем сила, прилагаемая к длинноватому. На практике в его качестве используются длинноватые (до нескольких метров) жёсткие древесные балки, брус, железные трубы.

Механизм создаёт большее физическое усилие на коротком плече, чем сила, прилагаемая к длинному. На практике в его качестве применяются длинные (до нескольких метров) жёсткие деревянные балки, брус, металлические трубы.

Он же стал прототипом первых механических весов.

Рычаг будет находиться в равновесии до момента, пока крутящий его по часовой стрелке момент сил приравнивается силе, крутящей его в оборотном направлении (по модулю). Если у механизма различные оси вращения – расстояние от точки опоры до места прикладывания усилия, таковой рычаг даёт выигрыш в силе, расчёт которого проводится по формуле:

  • F1 и F2 – величины усилий;
  • l1 и l2 – длина первого и второго плеча.

В этом случае l1

Вправду, жёсткий рычаг с отличающейся в 10-ки раз длиной плеч сведёт к минимуму прикладываемую для передвижения или подъёма предмета силу, но выигрыш в работе он не обеспечит. Во сколько раз легче будет подъем, ровно на столько вещь придётся переместить далее, а означает выигрыша в работе не получить. Докажем это.

Выполняемая работа пропорциональна прикладываемой силе, пройденному телами расстоянию на угол поворота.

Интересно почитать:  Как в excel сделать вертикальный текст

Отсюда выплывает, что энергия в системе ниоткуда не возникает и безо всяких следов не исчезает, лишь перебегает из одной формы в иную. Часть – уходит на нагрев тел вследствие их трения.

Примеры рычага: плоскогубцы, ножницы, клещи, ручной тормоз авто.

Какой выигрыш в силе дает подвижный блок

Различают недвижные и подвижные блоки – колёса с продольными канавами для верёвки, крепящиеся на ось. 1-ые изменяют направление действия приложенной силы, не предоставляя преимуществ для перемещения вещей, 2-ые – прикладываемую силу. Подвижной блок {перемещается} с грузом, понижая прикладываемое для движения груза усилие.

Разберёмся, как отыскать выигрыш в силе в таковой ситуации. Поднимая груз весом P средством подвижного блока, необходимо приложить в два раза наименьшую силу, чем через недвижный, ведь плечо OA (радиус) для силы P в два раза меньше OB (поперечника круга) для силы натяжения троса. Если тот растягивается на длину l, груз поднимается лишь на одну вторую этого расстояния l2:

С учётом силы трения формула расчета выигрыша в силе приобретает вид:

K – коэффициент трения.

Разберёмся, как найти выигрыш в силе в такой ситуации. Поднимая груз весом P посредством подвижного блока, нужно приложить вдвое меньшую силу, чем через неподвижный, ведь плечо OA (радиус) для силы P вдвое меньше OB (диаметра круга) для силы натяжения троса. Если тот вытягивается на длину l, груз поднимается только на половину этого расстояния l2

Задачка

Рабочий средством подвижного блока поднимает ведро песка на высоту 6 м. При всем этом прилагается сила, равная 160 Н. Трение увеличивает прикладываемую силу на 10%. Высчитать совершаемую человеком работу?

A = kFs=1,1*160*6= 1056 Дж 1,056 кДж.

Какой выигрыш в силе даcт внедрение показанной на рисунке схемы?

Механизм представлен парой неподвижных и тремя подвижными блоками. Каждый снижает прикладываемую силу вдвое, даёт выигрыш в шесть раз.

Механизм представлен парой недвижных и 3-мя подвижными блоками. Любой понижает прикладываемую силу в два раза, даёт выигрыш в 6 раз.

Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector